(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズから入射した光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された電気信号から測光値を算出する測光値算出手段と、
前記撮像素子への入射光量を調整する絞り手段と、
前記撮像素子からの出力信号を電気的に増幅させる増幅手段と、
前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記絞り手段を駆動させて所定の露出状態となるように露出制御を行う第１の露出制御モードと、前記絞り手段の位置を固定し前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行う第２の露出制御モードと、を有する露出制御手段と、
前記露出制御手段の露出制御モードを前記第１の露出制御モードと前記第２の露出制御モードとに切り替える切り替え手段と、を有し、
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記絞り手段を開放側に駆動させてから前記第１の露出制御モードによる露出制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記絞り手段を開放側に駆動させ、該絞り手段の駆動量に応じて前記増幅手段による増幅率を下げてから前記第１の露出制御モードによる露出制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記絞り手段を開放側に駆動させ始めてから前記増幅手段による増幅率を下げ始めることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記測光値算出手段から出力される測光値によらず前記絞り手段を開放側に駆動させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記第１の露出制御モードのときに設定された前記増幅手段による増幅率に応じて前記絞り手段を開放側に駆動させることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記第１の露出制御モードのときに設定された前記増幅手段による増幅率に応じて決定された開放側の位置になるまで前記絞り手段を駆動させることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記絞り手段を一定速度で開放側に駆動させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記絞り手段を開放側に駆動させた後に前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記第１の露出モードによる露出制御を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
レンズから入射した光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から出力された電気信号から測光値を算出する測光値算出手段と、前記撮像素子への入射光量を調整する絞り手段と、前記撮像素子からの出力信号を電気的に増幅させる増幅手段と、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記絞り手段を駆動させて所定の露出状態となるように露出制御を行う第１の露出制御モードと、前記絞り手段の位置を固定し前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行う第２の露出制御モードと、を有する露出制御手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記露出制御手段の露出制御モードを前記第１の露出制御モードと前記第２の露出制御モードとに切り替える切り替えステップと、
前記露出制御手段が前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替えステップで前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記絞り手段を開放側に駆動させてから前記第１の露出制御モードによる露出制御を行う露出制御ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置における、オートゲイン動作付きマニュアルモードにおいて、プッシュアイリススイッチが押下された時の絞りとゲインの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
業務用ビデオカメラにおいて、ユーザの多くは絞り、シャッタ、ゲインの露出パラメータを手動で設定してマニュアル露出制御にて撮影を行っている。
【０００３】
また、マニュアル露出制御を行いながらも、急な露出変更に対応したいという要望や、手軽に露出を適正露出付近まで制御させたいという要望もある。
【０００４】
そこで、マニュアル露出制御中の露出変更機能としてプッシュアイリスという機能がよく使われている。これは、マニュアル露出制御を行っているにもかかわらず、ボタンを押下している間だけ露出が適正となるように絞りが自動で駆動し、ボタン押下を止めれば、その時点での絞りで固定され、通常のマニュアル露出制御に戻るという露出変更機能である。
【０００５】
この機能により、自動露出（以下、ＡＥと称す）のモードなどを設定で切り替えることなく、マニュアル露出制御のまま手軽に露出を適正にすることができる。
【０００６】
このときの撮像装置の動作の様子を図７のブロック図を用いて説明をする。
【０００７】
図７は、本発明の従来例の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【０００８】
１１０はレンズ、１２０は入射光量を調整する絞り（機構）、１３０は絞り１２０を駆動する絞り駆動モーター、１４０は絞り駆動モーター１３０を駆動する絞り機構駆動装置である。１５０は絞り１２０の位置を検出する絞り位置検出装置、２００は入射した光を光電変換するＣＣＤセンサ等の撮像素子である。
【０００９】
２１０は撮像素子２００を制御し光電変換された電気信号を読み出すとともに、信号の蓄積時間を制御するいわゆる電子シャッタ機能を制御する撮像素子制御装置、２２０は撮像素子２００で光電変換された信号をサンプリングするサンプルホールド装置である。
【００１０】
２３０はサンプルホールド装置２２０の出力信号にゲインをかけて電気的に増幅させることのできるプログラマブル・ゲインアンプ（以下、ＰＧＡと称す）である。
【００１１】
２４０はＰＧＡ２３０の出力であるアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）である。
【００１２】
２５０はＡ／Ｄ変換器２４０の出力信号に、ガンマ補正、色分離、色差マトリクス等の処理を施した後に、同期信号を加え標準テレビジョン信号を生成する制御機能を有した信号処理装置（以下ＤＳＰと称す）である。
【００１３】
２６０はＤＳＰ２５０で処理された画像を記憶しておくメモリ、２７０は動画や静止画を記録しておくことのできる記録媒体、３００はＤＳＰ２５０に処理命令を出すマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）である。２８０は画像を表示する液晶等の表示装置である。
【００１４】
更に、ＤＳＰ２５０は、Ａ／Ｄ変換器２４０から出力されるデータを受けて各画素の測光知を得る輝度値取得装置２５１を含んでいる。
【００１５】
３０１は輝度値取得装置２５１から出力された輝度値から、撮影された映像が適正な露出状態であるか否かを判定するための測光値を算出する測光値算出装置、３０５はゲインの制御を手動で行うか、自動で行うかを切り替えるためのゲイン制御切替装置である。
【００１６】
３２０は自動露出制御モードとマニュアル露出制御モードを切り替えるＡＥモード切替装置、３０６はＡＥモード切替装置により決定された露出制御モードにより、シャッタの制御をマニュアルで行うか、自動で行うかを切り替えるシャッタ制御切替装置である。
【００１７】
３０７はＡＥモード切替装置により決定されたモードにより、絞りの制御をマニュアルで行うか、自動で行うかを切り替える絞り制御切替装置である。
【００１８】
３１１は、ゲイン制御切替装置３０５の出力がマニュアルを示している場合、マニュアルでどのゲイン値に決定するかを決める為のマニュアルゲイン制御装置である。
【００１９】
３１２は、シャッタ制御切替装置３０６の出力がマニュアルを示している場合、マニュアルでどのシャッタスピード値に決定するかを決める為のマニュアルシャッタ制御装置である。
【００２０】
３１３は、絞り制御切替装置３０７の出力がマニュアルを示している場合、マニュアルでどの絞り値に決定するかを決める為のマニュアル絞り制御装置である。
【００２１】
３０２はゲイン制御が自動であれば測光値算出装置３０１の出力に基づき、マニュアルであればマニュアルゲイン制御装置３１１の出力結果に基づき、ゲイン制御量を算出してＰＧＡ２３０に動作命令を出すゲイン動作量算出装置である。
【００２２】
３０３はシャッタ制御が自動であれば測光値算出装置３０１の出力に基づき、マニュアルであればマニュアルシャッタ制御装置３１２の出力結果に基づき、シャッタ制御量を算出して、撮像素子制御装置２１０に動作命令を出すシャッタ動作量算出装置である。
【００２３】
３０４は絞り制御が自動であれば測光値算出装置３０１の出力に基づき、マニュアルであればマニュアル絞り装置３１３の出力結果に基づき、絞り制御量を算出して、絞り機構駆動装置１４０に動作命令を出す絞り駆動量算出装置である。
【００２４】
３３０は絞り１２０の制御がマニュアルで行うように設定されていても、それを押下している間だけ、強制的に絞り駆動量算出装置３０４の絞りの制御量の算出を、測光値算出装置３０１の出力に基づいて行うようにするプッシュアイリススイッチである。
【００２５】
つまり、絞り１２０の制御がマニュアルで行われるように設定されていても、プッシュアイリススイッチを押下している間は、自動で絞り１２０の制御が行われるということである。
【００２６】
上述したように、業務用ビデオカメラにおける露出制御はマニュアルで行われることが多い。
【００２７】
このとき、ＡＥモード切替装置３２０にてマニュアル露出制御モードが選択され、シャッタ制御切替装置３０６と絞り制御切替装置３０７は、シャッタ動作量算出装置３０３と絞り駆動量算出装置３０４に対してマニュアルで動作するように命令を出す。
【００２８】
また、ゲイン切替制御装置３０５は、ゲイン動作量算出装置３０２に対してマニュアルで動作するように命令が出されている。
【００２９】
このときの各露出制御パラメータの値がそれぞれ、絞り値Ｆ４．０、シャッタスピード値１／６０秒、ゲイン値０ｄＢに設定されており、露出が適正であったとする。
【００３０】
ここで、被写体の明るさが変化して画面の露出状態が０．５Ｅｖだけ適正露出より明るくなった場合、適正露出を保つためには、マニュアル絞り制御装置３１３を操作して絞り値をＦ４．８にして０．５Ｅｖ分絞り込む必要がある。
【００３１】
しかし、適正にする為にどれだけ絞ればよいか、つまり、被写体の明るさの変化量が０．５Ｅｖであるということをユーザは分からないため、表示装置において主被写体の明るさをヒストグラム等で確認しながら絞りを絞り込んでいくことになる。
【００３２】
つまり、絞り１２０をマニュアルで制御する中で、被写体の明るさの変化量が０．５Ｅｖであり、適正となる絞り値がＦ４．８であることを知ることができる。
【００３３】
ズーム操作やフォーカス操作もマニュアルで制御することが多い業務用ビデオカメラにおいて、この作業を被写体の明るさが変化するたびに行うのは非常に手間である。
【００３４】
そこで、プッシュアイリススイッチ３３０を使用すれば、マニュアル露出制御モードが設定されていても、プッシュアイリススイッチ３３０を押下している間だけ適正露出になるように絞り制御が自動で行われる。
【００３５】
このように、プッシュアイリススイッチ３３０を使うことにより、マニュアル露出制御モードにおいて、被写体の明るさが変化した時にも、適正露出を保ちつつ、ズームやフォーカス操作に集中することができ、ユーザーの手間は少なくなる。
【００３６】
このように、絞りを固定制御と自動制御とに切り換えて使用することについて提案がある（特許文献１参照）。
【００３７】
上述したように、適宜、絞り制御のみ自動で行うことで露出を適正にする方法の他に、ユーザによっては絞り制御とシャッタ制御は固定にして、ゲインを自動制御することで露出を適正にしたいという要望もある。
【００３８】
具体的には以下のような場合である。
【００３９】
絞り値が変化すると被写界深度が変化して焦点が合焦状態から外れてしまったり、被写界深度の変化により手動で合焦させにくくなったりしてしまう。
【００４０】
そのため、ある程度絞りを絞り込んで固定しておく、つまり、被写界深度を深くして固定しておく。
【００４１】
例えば、開放絞り値がＦ１．６であればＦ５．６等に固定する。そして、動画撮影中はフレームレートを変化させたくないので、シャッタスピード値はある値（例えば１／６０秒）に固定する。
【００４２】
このような設定で、且つ、主被写体が動きのある物や人で、主被写体への光源の当たり方が変わるシーンにおいて、主被写体を適正露出に保ちたい場合、ゲインを自動制御することで、露出を適正に保った撮影を行いたいという要望がでてくる。
【００４３】
このような撮影において、大きく露出が変化するのではなく、少しだけの露出変化であれば、ゲインで露出制御を行ってもＳ／Ｎ比率が大きく変わることはないので、ゲインを自動制御することにより、露出を適正に保つようにしても良い。
【００４４】
しかしながら、ゲインを自動制御することにより、露出を適正に保っている場合に、急に天候や照明条件が変化して被写体の明るさが大幅に暗くなってしまうと、ゲインが大幅に上昇してＳ／Ｎ比率がユーザが意図したものより大幅に悪化してしまう。
【００４５】
このようにＳ／Ｎ比率が悪い状態で撮影を行った場合、ユーザは撮影後にノイズリダクションを掛けることでＳ／Ｎ比率を改善させる必要があり、大きな手間が掛かってしまう。
【００４６】
従って、撮影後に編集する手間を省くためには、ユーザはできるだけＳ／Ｎ比率が悪くならない状態で撮影を行っておく必要があると考える。
【００４７】
そこで、絞りが開放よりも絞られている場合は、プッシュアイリス機能により絞りを自動で開放側に駆動させることにより、大幅に上昇したゲインを下降させてＳ／Ｎ比率を良くしたり、適正露出にしたり出来れば便利である。
【特許文献１】特開平６−２０５２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４８】
しかし、プッシュアイリス機能は、撮影している画像が適正露出になるように絞りを駆動させるものである為、ゲインが自動制御されることにより適正露出になっているときにプッシュアイリス機能を付したボタンを押しても、絞りは駆動しない。
【００４９】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、自動ゲイン制御が行われている時にプッシュアイリスボタンが押されると、測光値によらず絞りを開放させる方向に駆動させることによりゲインを下降させ、Ｓ／Ｎ比率を改善させることである。
【課題を解決するための手段】
【００５０】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズから入射した光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から出力された電気信号から測光値を算出する測光値算出手段と、前記撮像素子への入射光量を調整する絞り手段と、前記撮像素子からの出力信号を電気的に増幅させる増幅手段と、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記絞り手段を駆動させて所定の露出状態となるように露出制御を行う第１の露出制御モードと、前記絞り手段の位置を固定し前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行う第２の露出制御モードと、を有する露出制御手段と、前記露出制御手段の露出制御モードを前記第１の露出制御モードと前記第２の露出制御モードとに切り替える切り替え手段と、を有し、
前記露出制御手段は、前記第２の露出制御モードにおいて前記絞り手段を開放端以外の位置に固定し、かつ、前記測光値算出手段から出力される測光値に基づいて前記増幅手段を動作させて前記所定の露出状態となるように露出制御を行っているときに前記切り替え手段により前記第１の露出制御モードに切り替えられた場合、前記絞り手段を開放側に駆動させてから前記第１の露出制御モードによる露出制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、マニュアル制御の自由度を損なうことなく、急激なシーンの変化が生じた時には、簡単な操作で適正露出を保つための機能を備えつつ、良好な画質を保つことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
【００５３】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００５４】
なお、撮像装置の構成について、図７に示した従来例と同様の構成については、同一の符号を付し説明を割愛する。
【００５５】
３４０はこのスイッチを押下することにより、撮像装置の設定状態に応じて、測光値に基づき絞り１２０のみを駆動させて露出を適正にしたり、絞りとＰＧＡを同時に動作させてＳ／Ｎ比率を改善させ、かつ露出を適正にする為のプッシュＡＥスイッチである。
【００５６】
本実施形態においては、従来例を示した図７におけるプッシュアイリススイッチ３３０とは部材は同じであるが、それを押下したときの撮像装置の挙動が異なる。
【００５７】
４０２は、ゲイン動作量算出装置であり、図７におけるゲイン動作量算出装置３０２の機能に加え更に他の機能を有する。
【００５８】
ゲイン動作量算出装置４０２は、絞り値とシャッタ速度が固定制御され、且つ、ＰＧＡが自動制御されている場合、プッシュＡＥスイッチ３４０が押下されたら、絞り位置検出装置１５０の出力変化量に応じて、ゲイン動作量を算出し、ＰＧＡ２３０を制御する。
【００５９】
４０４は、絞り駆動量算出装置であり、図７における絞り駆動量算出装置３０４の機能に加え更に他の機能を有する。
【００６０】
絞り駆動量算出装置４０４は、絞り値とシャッタ速度が固定制御され、且つ、ゲインが自動制御されている場合、プッシュＡＥスイッチ３４０が押下されたら、強制的に絞りを開放側へ駆動させるために絞りの駆動量を算出し、絞り機構駆動装置１４０を制御する。
【００６１】
ここで、ＡＥモード切替装置３２０がマニュアルモードに設定され、プッシュＡＥスイッチ３４０が押下された場合の撮像装置の動作を図２を使用して説明する。
【００６２】
図２はプッシュＡＥスイッチを押下したときの絞りとＰＧＡの動作の様子を示した図である。
【００６３】
図２において、一番左には、ゲイン制御切替装置３０５によるゲイン制御設定が、固定制御又は自動制御で分類されている。
【００６４】
まず、ゲイン制御設定が固定になっている時の説明を行う。
【００６５】
ゲイン制御設定が固定になっている場合（図２のパターン１と２）、従来例で示したプッシュアイリススイッチ３３０が押下された時と同じ動作をする。
【００６６】
すなわち、絞り１２０は、測光値算出装置３０１で算出された測光値に基づき駆動する。例えば、絞り値が開放端を示す値以外の場合、ゲイン値によらず絞り１２０の駆動は、露出が適正に対してアンダー、或いはオーバーであれば自動で制御され、露出が適正であれば停止する。
【００６７】
ここで、自動とは測光値に基づき露出を適正にする方向に絞り１２０、ＰＧＡ２３０を動作させるという意味である。図２に書かれている自動とは全て同様の意味である。ちなみに、図２において、停止とは制御させないことを意味する。
【００６８】
次に、ゲイン制御設定が自動になっている時の説明を行う。
【００６９】
絞り値が開放端を示す値でゲイン値が０ｄＢ（図２のパターン３）の場合、露出が適正に対してアンダーであればゲインのみ自動制御、露出がオーバーであれば絞りのみ自動制御、露出が適正であれば絞り、ゲイン共に停止させる。
【００７０】
すなわち、露出が適正よりもアンダーであれば、プッシュＡＥスイッチ３４０を押下しても、しなくてもゲインを上昇させる。
【００７１】
露出が適正よりもオーバーであれば、ゲインでは対応できない（０ｄＢよりも下げることはできない）為、従来例と同様に絞りを絞っていく。
【００７２】
絞り値が開放端を示す値でゲイン値が０ｄＢ以上（図２のパターン４）の場合、露出が適正よりアンダー、或いはオーバーであればゲインのみ自動制御、露出が適正であれば絞りとゲインを共に停止させる。
【００７３】
すなわち、ゲインが上昇していて露出が適正よりもオーバーの時はＳ／Ｎ比率を良くすることを第一優先に考え、絞りを絞り込まず、ゲインを下げることにより露出を調節する。
【００７４】
露出が適正よりもアンダーの時は、絞りが開放端にあるため、ゲインで露出を調節するしかなく、ゲインを上昇させる。
【００７５】
この動作は結局ゲイン自動制御であり、設定がすでにゲイン自動制御になっているため、プッシュＡＥスイッチ３４０を押下しても、しなくても同じ動作となる。
【００７６】
絞り値が開放端以外を示す値でゲイン値が０ｄＢ（図２のパターン５）の場合、露出が適正よりもアンダー、或いはオーバーであれば絞りのみ自動制御、露出が適正であれば絞りとゲインを共に停止させる。
【００７７】
すなわち、絞りが絞られている時は、ゲイン制御設定が自動であってもＳ／Ｎ比率を優先する考えから、露出が適正よりアンダーであってもゲインを上昇させず、まずは絞りを自動制御して露出を調節する。
【００７８】
当然、露出が適正よりもオーバーであれば絞りを絞るしかなく、絞りを自動制御して露出を調節する。
【００７９】
すなわち、従来のプッシュアイリスボタンを押したとき（図２のパターン２）と同じ動作になる。
【００８０】
絞り値が開放端を示す値以外でゲイン値が０ｄＢ以上（図２のパターン６）の場合、これが、本発明の特徴であるパターンであるが、露出が適正よりアンダー、適正、或いはオーバーであるにも関わらず、絞りをある一定のスピードで開放側へ駆動させる。
【００８１】
そして、ＰＧＡ２３０は、絞りが開放側へ移動した光量分だけゲインを下降させる。
【００８２】
すなわち、絞りが絞られていて、ゲインが上昇しているというアンバランスな状態である為、絞り機構制御回路１４０は、Ｓ／Ｎ比率を向上させる目的で絞りを開ける動作をさせる。
【００８３】
このときＳ／Ｎ比率を良くする為にゲインを下げて、測光値に基づき絞りを自動制御したり、ゲインを下げた分だけ絞りを開けたりするのではなく、まず絞りを開けて、絞りを開けた分だけゲインを下げた理由を以下に説明する。
【００８４】
まず、Ｓ／Ｎ比率を良くする為にゲインを下げて、測光値に基づき絞りを自動制御して適正露出にする場合の動作を図３に示す。
【００８５】
図３において横軸は、時間１Ｖ（１６．６ｍｓ）単位で示しており、縦軸は絞り値、ゲイン値を示してある。
【００８６】
時間が０Ｖの時点では、絞り値がＦ５．６に絞り込まれており、ゲインが９ｄＢまで上昇しており、このとき適正露出であるとする。
【００８７】
ここでプッシュＡＥスイッチ３４０が押下され、ゲインが明るさに応じて一定速度で０ｄＢに向かうようにＰＧＡ２３０は動作する。
【００８８】
絞り１２０は、ＰＧＡ２３０が０ｄＢへ向かい動作した結果の測光値に基づき、開ける方向に駆動する。
【００８９】
しかし、ＰＧＡ２３０により設定されるゲイン値はデジタルデータである為、設定されれば即時その値が反映される。
【００９０】
対して、絞り値の変化は絞り羽根という部材を駆動させる必要がある為、また、絞り制御は安定駆動のためにフィルタを用いることによりサーボ制御されていているため、目標位置まで駆動させるのに約１００ｍＳ（６Ｖ）程度必要である。
【００９１】
なお、本実施形態では絞りを目標位置まで駆動させるのに６Ｖかかるとしたが、必ずしも６Ｖかかるのではなく、絞り装置の種類によっては多少の差はある。
【００９２】
しかし、絞り羽根というデバイスを駆動させている以上物理的に駆動に所定の時間が掛かることには変わりない。
【００９３】
すなわち、ＰＧＡ２３０によるゲイン値を調整する動作に比べて、絞りの駆動は遅い為、いつまでたっても絞りがゲインの動作に追いつくことが出来ない。
【００９４】
ゲインが０ｄＢに到達しても、絞りはまだ、適正露出になる為の目標位置にまで駆動できていない。
【００９５】
この場合のＰＧＡと絞りの動作による露出状態を表したのが図３の下の図である。
【００９６】
横軸は図３の上の図と同じく時間であり、上の図の時間軸と同じスケールである。縦軸は画面の明るさ、すなわち露出状態を示している。
【００９７】
同図によれば、ゲインが０ｄＢに到達するまで露出がアンダーになり続け画面がどんどん暗くなっていく様子がわかる。
【００９８】
そして、ゲインが０ｄＢに到達した後に、画面の明るさが徐々に明るくなり適正露出に近づいていく。
【００９９】
このような露出状態の変化は、連続した画像として表現される動画としては好ましくない。
【０１００】
次にＳ／Ｎ比率を良くする為にゲインを下げて、ゲインを下げた分だけ絞りを開けて適正露出にする場合の動作を図４に示す。
【０１０１】
図４における、横軸及び縦軸の意味や、絞り、ゲイン、露出の初期状態は図３で説明した状態と同様である。
【０１０２】
プッシュＡＥスイッチ３４０が押下されると、ＰＧＡ２３０が明るさに応じて一定速度で０ｄＢに向かい動作する。
【０１０３】
絞り駆動量算出装置４０４は、ＰＧＡ２３０が動作し始めてから２Ｖ後のゲインの変化量に応じて目標絞り値を設定し、絞り機構駆動装置１４０に絞りを駆動させるように命令する。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、２Ｖ後のゲインの変化量に応じて目標絞り値を決定しているが、ゲインの変化量を最小制御単位である１Ｖ毎に算出するようにしても良い。
【０１０５】
ゲインの変化量の算出間隔が小さいほど、絞りの動き始めるまでの時間が短くなる為、制御結果としては精度が高くなる。
【０１０６】
このゲインの変化量が、図４のＰＧＡ２３０の動作の部分に付した（１）と示した量である。
【０１０７】
まず、（１）に示すゲインの変化量に応じた光量分だけＦ５．６から絞りを開けるように、絞り駆動量算出装置４０４が絞り駆動装置１４０へ命令を出す。
【０１０８】
前述したように絞りは目標位置まで駆動するのに６Ｖ程度の時間がかかるため、（１）に示すゲインの変化量に応じた光量分だけ絞りを駆動させる為に、６Ｖの時間を必要とする。
【０１０９】
その間にもＰＧＡ２３０は一定速度で動作し続ける。
【０１１０】
そして、絞りが（１）に示すゲインの変化量に応じた光量分だけ駆動し終えると、（２）に示すゲインの変化量を参照する。
【０１１１】
次に、（２）に示すゲインの変化量に応じた光量分だけ絞りを開けるよう、絞り駆動量算出装置４０４が絞り駆動装置１４０へ命令を出す。
【０１１２】
そして６Ｖ後、（２）に示すゲインの変化量に応じた光量分だけ駆動し終えると、次のＰＧＡ２３０の動作量を参照する。
【０１１３】
この動作をゲインが０ｄＢになるか、絞りが開放になるまで繰り返す。
【０１１４】
このように絞りを一定周期ごとに駆動させる為、図４の下部のグラフに示すように、露出状態はアンダーのままで、よりアンダーになったり、アンダーが緩和されたり、を繰り返す。
【０１１５】
このような露出状態の変化も図３で示した露出状態の変化と同様に、動画としては不自然で好ましくない状態となる。
【０１１６】
以上、図３及び図４に示した露出状態の遷移の様子から、ＰＧＡ２３０を優先して動作させた後に絞り１２０を動作させる方法では、露出状態の安定を望むことは出来ないことがわかる。
【０１１７】
それは、先に述べたように、絞り１２０の駆動スピードはＰＧＡ２３０の動作スピードより圧倒的に遅いからである。
【０１１８】
この問題を解決する為には、まずは絞りを一定スピードで開放側に駆動させて、絞りの駆動により増加した光量分だけゲインを下降させるのが有効である。
【０１１９】
絞りを一定スピードで開放側に駆動させて、絞りの駆動により増加した光量分だけゲインを下降させて適正露出にする場合の動作を図５に示す。
【０１２０】
図５における、横軸及び縦軸の意味や、絞り、ゲイン、露出の初期状態は図３で説明した状態と同様である。
【０１２１】
プッシュＡＥスイッチ３４０が押下されると、絞り１２０が明るさに対して一定速度で開放側に向かい駆動する。
【０１２２】
絞り１２０が駆動し始めてから１Ｖ後の絞り駆動量を、絞り位置検出装置１５０からの出力に基づき得る。
【０１２３】
その絞り変化量が図５の絞りの駆動の部分に付した（１）と示した量である。
【０１２４】
その後、ゲイン値を（１）に示す絞りの駆動量に応じた光量分だけ９ｄＢから降下させる。
【０１２５】
前述したように、ゲイン値の変更は設定して即反映される為、目標のゲイン値になるまでの時間は最小制御単位である１Ｖである。
【０１２６】
そのため、１Ｖ毎に絞りの駆動量に応じたゲインを設定させることが出来る。この動作をゲインが０ｄＢになる、もしくは絞りが開放になるまで毎Ｖ繰り返す。
【０１２７】
このようにＰＧＡ２３０を絞り１２０の駆動に応じて毎Ｖ動作させられることが出来るので、図５の下部のグラフに示すように、露出状態は、ゲインが０ｄＢになるまで（１）に示す最初の１Ｖ分の絞りの駆動量だけアンダーのまま推移する。
【０１２８】
図５で示される露出状態は、図３及び図４に示した露出状態よりも、適正露出に近く、且つ、安定した露出状態となっているため、動画としてより好ましい露出状態であると言える。
【０１２９】
以上、絞りとゲインの動作方法を３つの例で示してきたが、先に説明した、Ｓ／Ｎ比率を良くする為にゲインを下げ、絞りを測光値に従って自動で制御させるものと、ゲインを下げた分だけ絞りを開けるものは、露出状態が不安定となる。
【０１３０】
従って、動画撮影時の絞りとゲインの動作方法としては不向きである。
【０１３１】
対して、絞りを開けてから、絞りを開けた分だけＰＧＡを動作させる制御方法に関しては、上述の絞りとＰＧＡの動作方法に比べて露出状態が安定するため、動画撮影時の絞りとＰＧＡの動作方法としては向いている。
【０１３２】
次に、図６に、上述した本発明の特徴である、絞り、及び、シャッタは固定で、ＰＧＡが自動制御となっている時に、プッシュＡＥスイッチが押された時の、絞りとＰＧＡの動作についてのフローチャートを示す。
【０１３３】
撮像装置の電源がＯＮにされると、撮像装置はステップＳ１０１から始まる処理に備える。
【０１３４】
ステップＳ１０１では、絞り１２０とシャッタの制御が、ＡＥモード切替装置３２０によりマニュアルモードが選択されることにより固定制御になっているかを判定を行う。
【０１３５】
ステップＳ１０１にて、絞り１２０とシャッタの制御が固定制御であれば、マイコン３００は処理をステップＳ１０２に進める。
【０１３６】
ステップＳ１０１にて、ＡＥモードがマニュアルモードではなく、絞り１２０、或いは、シャッタの何れかの制御が自動制御になっていればプッシュＡＥスイッチ３４０は無効となるため、本処理は終了する。
【０１３７】
ステップＳ１０２では、マイコン３００は、プッシュＡＥスイッチ３４０が押下されているか否かを判定し、押下されていると判定したら、処理をステップＳ１０３に進める。
【０１３８】
ステップＳ１０２にて、マイコン３００は、プッシュＡＥスイッチが押下されていないと判定すると、本処理は終了する。
【０１３９】
ステップＳ１０３では、マイコン３００は、ＰＧＡ２３０によるゲイン制御がゲイン制御切替装置３０５により測光値に基づき自動で制御されるモードになっているか否かを判定し、自動制御であると判定すれば、処理をステップＳ１０４に進める。
【０１４０】
ステップＳ１０３にて、マイコン３００は、ＰＧＡ２３０によるゲイン制御が固定制御になっていると判定した場合は、処理をステップＳ２０１に進める。
【０１４１】
ステップＳ２０１では、従来例で示したプッシュアイリス動作を実行する。
【０１４２】
具体的には、測光値に基づき絞り１２０の駆動のみで露出が適正になるように制御する。
【０１４３】
そして、マイコン３００は、処理をステップＳ１０２に戻し、プッシュＡＥスイッチが押下されているか否かの判定を始める。
【０１４４】
ステップＳ１０４では、マイコン３００は、絞り位置検出装置１５０からの出力により絞り１２０が開放端に位置するか否かを判定する。
【０１４５】
ステップＳ１０４にて、マイコン３００が、絞り１２０が開放端に位置すると判定すれば、処理をステップＳ３０１へ進め、絞り１２０が開放端以外に位置すると判定すれば、処理をステップＳ１０５へ進める。
【０１４６】
ステップＳ３０１では、マイコン３００は、ゲインが０ｄＢより上昇しているか否かを判定する。
【０１４７】
ステップＳ３０１にて、マイコン３００が、ゲインが０ｄＢより大きいと判定すれば、処理をステップＳ３０２に進め、ゲインが０ｄＢであると判定すれば、処理をステップＳ３０３に進める。
【０１４８】
ステップＳ３０２では、マイコン３００は、測光値に基づきＰＧＡ２３０の動作のみで露出制御を行い、処理をステップＳ１０２に戻し、プッシュＡＥスイッチが押下されているか否かの判定を始める。
【０１４９】
ステップＳ３０３では、マイコン３００は、測光値に基づき絞り１２０又はＰＧＡ２３０を変化させることで露出制御を行い、処理をステップＳ１０２に戻し、プッシュＡＥスイッチが押下されているか否かの判定を始める。
【０１５０】
ステップＳ１０５では、マイコン３００は、ゲインが０ｄＢより上昇しているか否かを判定する。
【０１５１】
ステップＳ１０５にて、マイコン３００が、ゲインが０ｄＢより大きいと判定すれば、処理をステップＳ１０６に進め、ゲインが０ｄＢであると判定すれば、処理をステップＳ１０９に進める。
【０１５２】
ステップＳ１０９では、マイコン３００は、測光値に基づき絞り１２０のみを駆動させることで露出制御を行い、処理をステップＳ１０２に戻し、プッシュＡＥスイッチが押下されているか否かの判定を始める。
【０１５３】
ステップＳ１０６では、マイコン３００は、測光値とは関係なく絞り１２０を、ある一定速度で開放側へ駆動させ、ステップＳ１０７へ進める。
【０１５４】
ステップＳ１０７では、マイコン３００は、ステップＳ１０６で駆動させた絞り１２０の駆動量を参照し、処理をステップＳ１０８へ進める。
【０１５５】
ステップＳ１０８では、マイコン３００は、ステップＳ１０７で参照した絞り１２０の駆動量に応じた明るさ分だけ増幅率を下げて、処理をステップＳ１０２に戻し、プッシュＡＥスイッチが押下されているか否かの判定を始める。
【０１５６】
以上説明したように、本発明は、絞りが固定制御され、且つ、ゲインが自動制御されている時に、被写体の露出条件が変化しゲインが思ったよりも上昇してしまった場合に、Ｓ／Ｎ比率を下げずに好適な露出制御を行うことが可能である。
【０１５７】
具体的には、プッシュＡＥスイッチを押すことで、測光値によらず絞りを開放する方向に駆動させ、絞りの駆動量に応じた明るさ分だけ増幅率を下げることにより、簡単にＳ／Ｎ比率を適切な量だけ改善させる効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】プッシュＡＥスイッチを押下したときの絞りとＰＧＡの動作の様子を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置において、Ｓ／Ｎ比率を良くする為にゲインを下げて、測光値に基づき絞りを自動制御して適正露出にする場合の動作を示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置において、Ｓ／Ｎ比率を良くする為にゲインを下げて、ゲインを下げた分だけ絞りを開けて適正露出にする場合の動作を示した図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置において、絞りを一定スピードで開放側に駆動させて、絞りの駆動により増加した光量分だけゲインを下降させて適正露出にする場合の動作を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における、絞り、及び、シャッタは固定で、ＰＧＡが自動制御となっている時に、プッシュＡＥスイッチが押された時の、絞りとＰＧＡの動作についてのフローチャートを示す。
【図７】本発明の従来例の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１１０  レンズ
１２０  絞り機構
１３０  絞り駆動モーター
１４０  絞り機構駆動装置
１５０  絞り位置検出装置
２００  撮像素子
２１０  撮像素子駆動装置
２２０  サンプルホールド装置
２３０  ＰＧＡ
２４０  Ａ／Ｄ変換器
２５０  ＤＳＰ
２５１  輝度値取得装置
２６０  メモリ
２７０  記録媒体
２８０  表示装置
３００  マイクロコンピュータ
３０１  測光値算出装置
３０２  ゲイン動作量算出装置
３０３  電子シャッタ動作量算出装置
３０４  絞り駆動量算出装置
３０５  ゲイン制御切替装置
３０６  シャッタ制御切替装置
３０７  絞り制御切替装置
３１１  マニュアルゲイン制御装置
３１２  マニュアルシャッタ制御装置
３１３  マニュアル絞り制御装置
３２０  ＡＥモード切替装置
３３０  プッシュアイリススイッチ
３４０  プッシュＡＥスイッチ
４０２  ゲイン動作量算出装置
４０４  絞り駆動量算出装置
【図１】
0005230235.tif 000002
【図２】
0005230235.tif 000003
【図３】
0005230235.tif 000004
【図４】
0005230235.tif 000005
【図５】
0005230235.tif 000006
【図６】
0005230235.tif 000007
【図７】
0005230235.tif 000008